О НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ (заключительный)

Цель: разработать математическую модель экзотермической реакции горения порошковых алюмотермитных смесей, включающую учет теплофизических, кинетических и гидродинамических явлений, конечно-разностный алгоритм решения граничных задач в рамках указанной модели; экспериментально изучить процесс нахождения эмпирических зависимостей между параметрами для дальнейшей верификации построенной модели; разработать инструмент моделирования процесса кристаллизации цветных сплавов и провести его верификацию путем сравнения полученных значений с известным программным продуктом; сопоставить расчетные значения со значениями, полученными в ходе эксперимента. Предложены математическая модель экзотермической реакции горения алюмотермитных смесей, включающая учет необходимых явлений, конечно-разностный вычислительный алгоритм решения одномерной постановки задачи о продвижении фронта жидких фаз в расплаве в результате окислительно-восстановительной реакции. Экспериментально установлена зависимость между интенсивностью охлаждения слитка, произведенного алюмотермитным способом, и физико-механическими свойствами металла. Исследовано влияние деактиваторов на время прохождения и температуру реакции. Получены эмпирические зависимости между насыпной плотностью и временем прохождения реакции. Выполнена постановка, разработана численная схема, решены начально-краевые задачи математической физики и механики деформируемого твердого тела для определения полей температур и напряжений в отливке из алюминиевого сплава в процессе ее получения в установке для непрерывного литья новой конструкции. Показано, что охлаждение кристаллизатора машины непрерывного литья посредством испарительного контура принципиально возможно; его эффективность оказывается достаточно высокой, а правильный выбор скорости вытягивания слитка может обеспечить необходимую толщину отвердевшего металла на выходе. Результаты могут быть использованы на существующих предприятиях металлургии, а также при создании новых малых предприятий.